煤化工技术-煤化工技术有哪些-煤化工技术有哪些

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煤化工应与石油化工联动

——访中国工程院院士、中科院大连化物所所长刘中民

在央视《大国科学家》系列报道中

中国工程院院士、中科院大连化物所所长刘中民

作为把煤变成烯烃的“魔术师”

介绍了这一战略新兴产业的

技术突破和经济效益

连日来，多家企业公布了煤制烯烃项目的进展情况。新疆能化的 80 万吨煤制烯烃项目在积极推进，内蒙古宝丰的 100 万吨煤制烯烃项目也在积极推进。这表明地方和企业在重视煤炭清洁高效利用的同时，也对煤化工节能降碳进行了相应的布局。

近日

刘中民在接受中能传媒记者采访时

介绍了近十年来

煤化工技术的突破和商业化成功案例

他觉得，从能源安全保底的角度来思考，煤化工需要和石油化工相互联动。这样做的目的是弥补石油化工由于优质石脑油原料不足而导致的烯烃和芳烃短缺问题，进而推动精细化工产业链的发展。

我国煤炭清洁利用技术水平居世界前列

中能传媒询问：在过去的这十年里，您觉得在煤炭清洁高效利用这个领域，有哪些技术突破是值得关注的呢？

近年来，我国在煤炭清洁高效利用技术领域取得了显著的进步。我国持续推动煤炭从单纯的燃料向燃料与原料相耦合进行转变。部分煤炭清洁高效利用技术已经处于世界领先地位。煤化工进入了快速发展的时期。高耗能工业的能耗指标有了明显的降低。

一是燃煤发电机组的供电煤耗在逐渐降低。煤电正逐步开展深度灵活调峰技术的研发工作，并将其付诸实施，以此来缓解可再生能源的间歇性和波动性问题，增强电力系统对可再生能源的接纳能力。近年来，部分煤电企业持续拓展负荷深度调峰的范围。像国家能源投资集团有限责任公司所开发的超低背压微出力切缸技术以及高低旁联合供热技术，促使煤电机组能够完成 20%负荷深度调峰以及灵活性供热的改造调试工作。

一是煤化工技术和产业发展迅速。第三代甲醇制烯烃技术正在建设百万吨级工业示范装置，能够使吨烯烃甲醇的单耗在 2.6 到 2.7 吨之间，相比目前行业指标降低了 10%以上。煤制乙醇技术的许可产能累计达到 285 万吨/年，世界首套 50 万吨/年的项目计划在今年内投产，该项目将在替代粮食乙醇以及钢厂煤气制乙醇方面发挥作用。乙酸甲酯和甲氧基乙酸甲酯构成的含氧化合物产业链有希望快速构建起来，合成气直接制取烯烃以及芳烃等新的技术获得了突破性的进展。煤化工行业的整体规模一直处于增长状态，产能的利用效率逐步提升，大部分装置都具备“安稳长满优”这样的运行能力，原料的煤耗、综合的能耗以及水耗持续降低，能源的效率持续提高。

三是重点高耗能行业在节能降耗方面效果较为显著，并且正在对低碳化转型升级进行探索。化工、钢铁、有色、水泥等用煤行业作为重要的支柱性产业，普遍存在着高能耗以及高排放的问题。从“十三五”这个时期开始，我国在工业过程的节能提效方面加大了科技创新的力度，进而取得了非常显著的成效。以水泥行业为例，2020 年规模以上水泥企业的吨水泥熟料综合能耗相较于 2015 年下降了 3.6%。开发出的水泥回转窑富氧燃烧技术，能够让回转窑的节煤率达到 8%。钢铁行业属于典型的高耗能行业，一直在深入推进节能减排工作，到 2021 年底，1.4 亿吨钢铁产能已经完成了全流程的超低排放改造。采用氢基熔融还原冶炼技术成功生产出高纯铸造生铁水。

发挥煤炭的原料属性

中能传媒提出疑问：为何说与煤炭燃烧供能相比，使用同等数量的煤炭转化为其他产品会更划算呢？

刘中民指出，煤炭在我国能源产业中占据主导地位，同时也是基础工业的主要燃料与原料。我国的能源资源禀赋呈现“富煤、贫油、少气”的特点，这就决定了煤炭将会在我国经济发展过程中持续发挥作用。在我国，煤炭主要被应用于燃煤发电、工业生产以及化工原料等方面。例如在 2020 年的煤炭消耗情况中，燃煤发电所占比例为 52%，钢铁占 17%，化工占 8%。

我国煤化工行业肩负着弥补石油资源短缺的任务，肩负着保障能源安全的任务。在当前复杂的国际形势下，煤制油气以及大宗化学品对于保障国家能源安全以及产业链、供应链安全有着重要的战略意义。同时，发展现代煤化工能够有效弥补石油化工原料（主要是石脑油）的不足，能够弥补其结构性缺陷，还能够推进化工行业的整体结构优化。现代煤化工与燃煤发电相比，发挥了煤炭的原料属性，并且二氧化碳排放大幅降低了。 现代煤化工在二氧化碳排放方面与燃煤发电有差异，它大幅降低了二氧化碳排放，同时发挥了煤炭的原料属性。 燃煤发电和现代煤化工相比，现代煤化工发挥了煤炭的原料属性，其二氧化碳排放也大幅降低了。

一方面，现代煤化工技术能与可再生能源实现有效耦合。这样一来，既能充分展现现代煤化工行业在氢气利用方面规模化的特点以及技术积累的优势。另一方面，以氢作为纽带，借助非化石能源来制取绿氢，接着再与现代煤化工及二氧化碳耦合等创新技术相结合，能够大幅降低现代煤化工的碳排放。在达到低碳发展目标的同时，还能促使煤炭作为原料朝着高端化、多元化、低碳化的方向发展。

煤化工处于大规模推广应用时期

中能传媒询问：相关技术成果是否存在成功的商业案例呢？当下的效益情况是怎样的？又该如何吸引更多的传统能源企业参与其中呢？

刘中民称：近些年来，我国在煤化工领域已打造出了一批核心技术。目前，正处在完成工业示范以及大规模推广应用的良好阶段。

煤制油方面取得了重要成果，已实现百万吨级的工业化应用。神华宁煤的 400 万吨/年煤制油项目规模全球最大，于 2016 年建成并投产。2017 年该项目满负荷运行，2018 年实现赢利。目前，有 3 套百万吨级商业示范项目，它们都实现了满（超）负荷稳定运行，从而形成了 650 万吨/年的产能。新一代间接液化成套技术提升了核心技术的先进性。该技术使系统能效得以提高，现有百万吨商业化装置的系统能效为 43% - 44%，而经新一代间接液化成套技术提升后，系统能效提高至 49%。

煤制烯烃领域，战略性新兴产业正处于快速形成的状态。2010 年，神华包头的项目在世界范围内首次达成了煤制烯烃的工业化。甲醇制烯烃技术（DMTO）目前已许可的工业装置有 31 套，其烯烃产能为 2025 万吨/年。其中已投产运行的装置有 16 套，这些装置的烯烃产能超过 903 万吨/年。2019 年，新一代甲醇制烯烃（DMTO）催化剂实现了工业化生产。2020 年，完成了第三代甲醇制烯烃（DMTO - Ⅲ）技术开发，并且一次性许可了 5 套工业装置，这些装置的烯烃产能为 500 万吨/年。

煤制乙醇技术开启了大规模工业化应用的时代。2017 年 1 月，全球首套 10 万吨/年的乙醇工业示范装置产出了合格乙醇。2022 年 6 月，50 万吨/年的煤基乙醇项目在陕西榆林基本建设完成，进入了中交试车阶段。当下，乙醇技术已签订并实施了 9 套许可合同，累计产能达到 285 万吨/年。煤基乙醇的战略性新兴产业已初步形成规模。

推动能源系统资源优势合并

中能传媒询问：煤制烯烃属于战略性新兴产业，其在发展过程中面临着哪些困难呢？又需要哪些政策方面的支持呢？

刘中民指出，现代煤化工行业正面临更为激烈的市场竞争。“十三五”期间，国际油价一直处于低位运行状态，这使得化工产品的价格也随之走低。煤化工作为以资源密集、技术密集、资金密集为特征的基础产业，其行业的赢利情况普遍受到了影响。由于煤化工具有重要的战略意义，所以适当的政策支持是有必要的。

其次，资源环境的安全约束在不断加强，并且配套条件的落实存在较大难度。现代煤化工项目多数位于西部地区的煤炭资源地。因为资源环境安全约束在不断加强，所以部分项目的用地指标、用水指标、用能指标以及环境容量指标等无法按照预期时间落实，或者要以较高的代价有偿获取，这使得项目落地的难度增大，进而影响了项目的经济性预期和业主的投资积极性。

从能源安全保底的角度来看，煤化工需要与石油化工相互联动。这样可以弥补石油化工由于石脑油原料不足而导致的烯烃和芳烃短缺问题，进而推动精细化工产业链的发展。同时，煤炭也应当发挥自身适合做含氧化合物的优势，与石油化工形成互补关系。此外，还可以进一步与盐化工、无机化工产业实现联动，例如用煤炭取代乙炔来生产聚乙烯、聚氯乙烯等产品。

建议从政策层面来规范煤化工的发展。要加快标准制定的速度。还要调整煤化工标准的结构。并且探索化石能源与新能源、清洁能源等多种能源互补融合以及协调发展的新模式。利用能源的基础作用带动工业结构的全面升级。一方面发挥国家体制的优势，跨越领域和行业的限制，把现代煤化工置于能源系统的大格局中进行统筹考量。打破各种能源种类和行业相互独立、彼此分割的状况，促使各能源系统的资源优势相互融合。在解决现代煤化工低碳清洁发展问题的同时，推动形成清洁低碳、安全高效的能源体系。

作者丨于琳娜

编辑丨高慧君

校对丨金迪